Предлагаемая самодельная система дистанционного управления позволяет передавать управляющие сигналы через электрическую сеть 220 В. Схема включает в себя передатчик и приёмник, предназначенные для управления освещением и другими бытовыми устройствами. В отличии от аналогичных комплектов, тут не требуется мотать катушки и настраивать частотозадающие контура.
Электросеть может использоваться не только для передачи энергии, но и для передачи сигналов, включая цифровые (например, интернет). Чтобы сигнал не мешал основной частоте сети (50 Гц) и корректно передавался, он должен иметь более высокую частоту — обычно от 1 до 10 кГц. При таких частотах фаза сети оказывает достаточное сопротивление, что позволяет использовать малый ток. Эти сигналы эффективно распространяются по всей электропроводке в пределах одного фазового подключения, почти без затухания.
Схема передатчика
Питание осуществляется напрямую от сети 220 В через предохранитель на 100 мА. Потребляемый ток составляет около 62 мА. Входное напряжение подается на конденсаторы, рассчитанные минимум на 250 В переменного или 630 В постоянного напряжения. Затем оно выпрямляется диодами 1N4007, сглаживается конденсатором на 1000 мкФ и стабилизируется стабилитроном на 11,2 В.
| Обозначение | Наименование | Значение | Примечание |
|---|---|---|---|
| K1 | Вилка подключения | — | Подключение к сети 220 В |
| P0J1 | Предохранитель | 100 мА | Быстродействующий |
| R1 | Резистор | 220 Ом / 2 Вт | Ограничение тока |
| R2 | Резистор | 470 кОм | — |
| R3 | Резистор | 3.3 кОм | Для генератора |
| R4 | Резистор | 22 кОм | Для генератора |
| R5 | Резистор | 220 Ом | База транзистора |
| C1 | Электролит. конденсатор | 1000 мкФ / 25 В | Фильтрация |
| C2, C3 | Плёночные конденсаторы | 470 нФ / 250 В AC | Снижение напряжения |
| C4 | Керам. конденсатор | 1 нФ | Таймер 555 |
| C5 | Керам. конденсатор | 100 нФ | Таймер 555 |
| C6 | Плёночный конденсатор | 100 нФ / 250 В AC | Развязка сигнала |
| D1–D4 | Диоды | 1N4007 | Выпрямление и защита |
| DZ1 | Стабилитрон | 11 В | Стабилизация питания |
| IO1 | Таймер | NE555 | Генератор импульсов |
| T1 | Транзистор PNP | BC327 | Усиление сигнала |
| T2 | Транзистор NPN | BC547 | Усиление сигнала |
| ARK500/3 | Клеммник | 3 контакта | Подключение |
Генератор сигнала выполнен на микросхеме NE555, настроенной на частоту около 21 кГц. Выход управляет парой транзисторов, усиливающих сигнал. Амплитуда сигнала — около 4 В. Сигнал передаётся в сеть синфазно через развязывающий конденсатор (100 нФ). Управление передатчиком осуществляется либо подачей питания, либо логическим сигналом на вход 4 микросхемы.
Передатчик можно встроить в стандартный адаптерный корпус (например, U-KPZ9), что улучшает внешний вид устройства и упрощает установку. Сигнал не выходит за пределы квартиры, так как счётчики электроэнергии создают значительное сопротивление для высокочастотных сигналов. Возможные помехи от люминесцентных ламп с компенсационными конденсаторами устраняются путём отключения этих конденсаторов или установки фильтрующих катушек.
Схема приемника
Приёмник также питается от сети через предохранитель на 100 мА, с током потребления порядка 24 мА. Питание формируется с помощью конденсатора 330 нФ, последовательно включенного резистора 470 Ом, разрядного резистора 330 кОм и выпрямителя на диодах 1N4007. Напряжение фильтруется (220 мкФ) и стабилизируется стабилитроном на 11,2 В.
| Обозначение | Наименование | Номинал / Тип | Примечание |
|---|---|---|---|
| R1 | Резистор | 470 Ом | Огранич. тока |
| R2 | Резистор | 330 кОм | Разряд конд. |
| R3 | Резистор | 2.2 кОм | |
| R4 | Резистор | 1 кОм | |
| R5 | Резистор | 100 кОм | |
| R6 | Резистор | 820 Ом | |
| R7 | Резистор | 820 Ом | |
| C1 | Конденсатор | 330 нФ / 250 В AC | |
| C2 | Конденсатор | 15 нФ / 250 В AC | |
| C3 | Конденсатор | 22 нФ | |
| C4 | Конденсатор | 22 нФ | |
| C5 | Электролит. | 220 мкФ / 25 В | Фильтрация |
| C6 | Электролит. | 470 мкФ / 16 В | |
| D1 | Диод | 1N4007 | |
| D2 | Диод | 1N4007 | |
| D21 | Стабилитрон | 11 В | |
| T1 | Транзистор | BC547 | NPN |
| TY1 | Симистор | КТ505 | Упр. нагрузкой |
| K1 | Клеммник | ARK500/3 | Подкл. нагрузки |
| PQ1 | Предохранитель | 100 мА |
На входе установлен каскад из RC-цепей, снижающих амплитуду входного переменного сигнала. Последовательно соединённые делители обеспечивают эффективное подавление сетевого сигнала 50 Гц, выделяя лишь управляющий сигнал в диапазоне выше 20 кГц.
В цепи управления используется транзистор с базовым резистором 100 кОм, удерживающий тиристор в закрытом состоянии. При поступлении сигнала транзистор периодически закрывается, позволяя накопить заряд на конденсаторе, подключенном к тиристору через резисторы по 820 Ом, тем самым открывая его. К тиристору можно напрямую подключить омическую нагрузку (например, лампу) мощностью до 200 Вт.
Возможности улучшения
Для управления другими типами нагрузки может применяться промежуточное реле. Правда мощные реле не могут быть включены напрямую из данной схемы. Для расширения возможностей, рекомендуется использовать другой вариант (не проверялся), позволяющий управлять более мощной нагрузкой или встраивать устройство в другие автоматизированные системы.
